JP3385002B2 - Optical inspection equipment - Google Patents
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- JP3385002B2 JP3385002B2 JP2000247634A JP2000247634A JP3385002B2 JP 3385002 B2 JP3385002 B2 JP 3385002B2 JP 2000247634 A JP2000247634 A JP 2000247634A JP 2000247634 A JP2000247634 A JP 2000247634A JP 3385002 B2 JP3385002 B2 JP 3385002B2
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回路基板上に形成さ
れた、銅箔などによる高精細電子回路配線パターン等を
非接触で検査する光学式検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】露光、エッチングなどのよく知られた方
法により形成されたプリント回路基板の回路の導通、短
絡などを高速且つ被検査物に損傷を与えないで検査する
装置として、非接触で検査する光学式検査装置が用いら
れている。光学式検査装置では、プリント回路基板上の
回路パターン像を画像検出光学系により光検出器の検出
面に結像し、光検出器の検出信号から回路パターンの欠
陥を認識して検査する。このような光学式検査装置で
は、被検査物の面上に1本の直線状の検査領域(以下、
検査ラインという)を設定し、この検査ライン上の光学
像をラインセンサにより検出する。この検査ラインを被
検査物の面上で移動させること(以下、走査という)に
より、被検査物の全面を検査する。検出時の解像力を高
くするためには、検査ラインを複数の部分検査ラインに
分割し、各部分検査ラインの光学像をそれぞれのライン
センサで検出する方法が採られる。
【0003】このような光学式検査装置の従来技術の例
を図6に示す。図6は前記従来技術の光学式検査装置の
要部の構成を示す斜視図である。この従来技術は、精密
工学会誌1993年6月号の第129頁から第136頁
に示されている。図6において、移動ステージ101に
載せた被検査基板100の上に4本の直線の検査ライン
L1、L2、L3及びL4を設定する。検査ラインL1
〜L4の光学像は対物レンズ104と反射プリズム10
9を経てそれぞれのCCDリニアセンサ106A、10
6B、106C及び106D上に結像する。被検査基板
100を移動ステージ101により前記検査ラインL1
〜L4に垂直なY方向に移動させ、検査ラインL1〜L
4の像の画像信号を取り込むことにより、被検査基板1
00の面を検査する。基板100の検査ラインL1〜L
4近傍を照明するために、照明用ファイバ光源102の
射出端103を前記検査ラインL1〜L4に平行に配置
し、基板100を斜めまたは垂直方向から照明する。垂
直方向から照明する場合には、画像検出光学系104の
光路に光ビームスプリッタ105を挿入して照明光の光
路を変える。検査ラインL1〜L4の像の検出には1次
元電荷結合デバイスであるCCDリニアセンサ106A
〜106Dが用いられている。
【0004】市販のCCDリニアセンサの標準品ではセ
ンサチップの長さが35mmである。従ってそれより長
い検査ラインを検出するためには検査ラインを分割し
て、分割した各検査ラインにそれぞれ1個のCCDリニ
アセンサを割り当てる。通常のCCDリニアセンサはそ
のパッケージが内部のセンサチップより大きい。従って
1本の検査ラインに沿って複数のCCDリニアセンサ1
06A〜106Dを1列に並べただけでは隣り合うCC
Dリニアセンサ106A〜106Dのそれぞれのセンサ
チップの間の領域を検出することができない。そこで前
記の従来技術では、検査ラインを4つの検査ラインL
1、L2、L3及びL4に分けている。検査ラインL1
及びL3は同一線上にあるが、検査ラインL2及びL4
は検査ラインL1及びL3とは異なる他の同一線上にあ
る。従って検査ラインL1とL2はY方向に所定距離ず
れている。検査ラインL1とL3からの反射光は対物レ
ンズ104を経て反射プリズム107の面107Aで反
射され、それぞれのCCDリニアセンサ106A、10
6Bに入射する。同様にして、検査ラインL2とL4か
らの反射光は反射プリズム107の面107Bで反射さ
れ、それぞれのCCDリニアセンサ106Cと106D
に入射する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学式検査装置
では、検査ラインL1,L3と検査ラインL2,L4の
位置がY方向でずれている。従って、被検査物をY方向
に移動させつつ被検査物の画像データを取り込むとき、
検査ラインL1,L3の画像データと、検査ラインL
1,L3とは位置が異なる検査ラインL2,L4の画像
データとが同時に得られる。
【0006】このようにしてY方向で異なる位置から得
られた画像データに基づいて回路パターン全体の画像を
生成するには複雑な位置補正演算が必要となる。通常使
用されている例えば縦横500mmの正方形のプリント
回路基板では温度や湿度による伸縮のために回路パター
ンが場所によっては0.5mm程度歪んで設計時の形状
と若干異なるのが普通である。そのため、前記の位置補
正演算は更に複雑になり、検査結果に誤りを発生し易
い。さらに、検出の分解能を上げるため倍率の高い拡大
光学系を用いて拡大し検査ラインをより細分化すると、
前記位置補正演算は極めて複雑になり、検査速度が低下
するとともに検査表置が高価になる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の光学式検査装置
は、被検査物の検査面を走査する一本の直線状ないし帯
状の検査領域を複数の部分に分割した各部分検査領域の
各境界部分の光学像を重複させて対象物の画像データを
取り込むための、前記検査面に実質的に平行な面内で前
記各部分検査領域に対向して実質的に90°の角度を保
って配置された複数の直線状の第1の画像センサ及び第
2の画像センサ、前記被検査物と前記第1の画像センサ
との間に配置され、底角が45°の二等辺三角形の底面
を有する三角柱の、第1プリズム、第2プリズム及び第
3プリズムを含み、前記各プリズムにおいて、並行する
等辺で挟まれた2つの面をそれぞれ第1主面及び第2主
面と呼び、並行する底辺ではさまれた面を斜面と呼ぶと
き、第1プリズムの第1主面が第2プリズムの第1主面
に接合され、第2プリズムの第2主面が第3プリズムの
第1主面に接合され、第1プリズムの第2主面が被検査
物に対向し、第3プリズムの第2主面が前記被検査物と
は反対の方向で、前記第1の画像センサに対向する第1
の光学素子、前記第1の光学素子と同じ構成を有し、前
記第1の光学素子に対して前記光軸の回りに反時計方向
に90°回転させた状態で前記光軸方向に沿った位置で
前記被検査物と前記第1の光学素子との間に設けられ、
第3プリズムの第2主面が前記被検査物とは反対の方向
で、前記検査領域の光学像に合わせて配置した前記第2
の画像センサに対向する第2の光学素子、前記第1の光
学素子と前記第1の画像センサとの間及び前記第2の光
学素子と前記第2の画像センサとの間にそれぞれ配置さ
れ、前記対象物の光学像をそれぞれの画像センサ上に結
像させる結像レンズを有する。
【0008】本発明の光学式検査装置によると、各部分
検査領域の光学像を90°回転させることにより、1本
の直線状の検査領域の対象物の光学像は複数の部分検査
領域の対象物の光学像に分離され互いに離れた位置に結
像する。互いに離れた位置の光学像を検出する各直線状
の画像センサも互いに離れて配置されるので、直線状の
画像センサのパッケージが内部のセンサチップより大き
くても直線状の画像センサの配置に支障を与えない。1
本の直線状の検査領域を複数の直線状の画像センサで検
出するので、高精細な被検査物を高精度で検査できる。
【0009】
【0010】本発明の光学式検査装置では、前記の作用
効果に加えて、1本の直線状の検査領域の光学像を複数
の画像センサで検出しそれらを合成するので、高精細な
被検査物を高精度で検出することができる。
【0011】
【0012】本発明の光学式検査装置によると、前記の
作用効果に加えて、1本の直線状の検査領域は複数の部
分検査領域に分割され、各部分検査領域の対象物の光学
像は実質的に90°回転して互いに離れた位置に結像す
る。光学像の回転角が90°であるので、前記光学素子
の製作が容易である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を図1から
図5を参照して説明する。図1は本発明の光学式検査装
置の要部の斜視図である。図1において、プリント配線
基板等の被検査物1はX−Yテーブル2の上に載せられ
て矢印X及びYで示す方向に移動する。被検査物1の検
査面1Aに直線状の検査領域である検査ライン3を設定
し、直線状の検査ライン3上の対象物の光学像を後で詳
しく述べる光学系を経てラインセンサにより検出する。
ラインセンサは、被検査物の直線状の領域の画像データ
を得る画像センサである。直線状の検査ライン3はある
程度の幅を有する帯状の領域でもよい。その場合は前記
ラインセンサとして、検出部に複数列の検出素子が設け
られて帯状の領域を検出できる画像センサを用いる。検
査ライン3を一定位置に固定した状態で、X−Yテーブ
ル2により被検査物1を矢印X方向に移動すると、被検
査物1の検査面1Aは検査ライン3により走査される。
【0014】検査ライン3を複数の部分検査ラインに分
割する。図1では4つの部分検査ライン3A、3B、3
C及び3Dに分割している。検査面1Aの検査ライン3
は、照明装置18により適当な照度に照明されている。
被検査物1が発光体であるときは照明装置は不要であ
る。
【0015】検査面1Aに対向して検出ユニット35、
36が配置され、検査ユニット35が部分検査ライン3
A及び3B上の対象物を検出し、検査ユニット36が部
分検査ライン3C及び3D上の対象物を検出する。検出
ユニット35内の検出部10A、10Bを図2の斜視図
に示す。各検出部10A、10Bは、光学プリズムを組
み合わせて構成した光学素子11A、11B、対物レン
ズ12A、12B及びラインセンサ13A、13Bを有
する。図2においては、構成の理解を容易にするために
各要素を支持する機構は図示を省略している。検出ユニ
ット36の検出部は検出部10A、10Bと全く同じ構
成を有するので、以下検出ユニット35についてのみ詳
細に説明する。図2において、光学素子11Aと11B
は同じ構成を有し、光学素子11Bは、光学素子11A
を光軸Zの回りに反時計方向に90°回転したものと同
じである。
【0016】図3は、光学素子11Aの構成を理解しや
すくするために、図2の光学素子11A、部分検査ライ
ン3A、ラインセンサ13Aを光軸Zの回りに反時計方
向に約30°回転した図である。この状態の光学素子を
光学素子30と呼ぶことにする。光学素子30は、底角
が45°の二等辺三角形の底面を有する三角柱のプリズ
ム31、32及び33から構成されている。なお、プリ
ズム31〜33の底角は45°に限定されるものではな
い。プリズム31、32及び33はすべて同一の形状及
び寸法を有する。プリズム31、32、33において、
並行する等辺ではさまれた直交する2つの面をそれぞれ
第1主面31A、32A、33A及び第2主面31B、
32B、33Bとする。また並行する底辺ではさまれた
面をそれぞれ斜面31C、32C、33Cとする。プリ
ズム31の第1主面31Aはプリズム32の第1主面3
2Aに接合されている。プリズム32の第2主面32B
はプリズム33の第1主面33Aに接合されている。プ
リズム31の第2主面31Bを被検査物の部分検査ライ
ン3Aに対向させ、プリズム33の第2主面33Bを前
記部分検査ライン3Aとは反対の方向におかれたライン
センサ13Aに対向させている。プリズム33とライン
センサ13Aの間に結像レンズ12Aが置かれている。
【0017】部分検査ライン3A上の対象物20を矢印
で表し、その光学像26Aがラインセンサ13A上に形
成される過程を説明する。適度な照明光で照明された対
象物20の反射光はプリズム31の第2主面31Bに入
射し、斜面31Cで矢印22のように反射する。斜面3
1Cからの反射光は第1主面31Aからプリズム32の
第1主面32Aに入射し、斜面32Cで矢印23のよう
に反射する。斜面32Cからの反射光は第2主面31B
からプリズム33の第1主面33Aに入射し、斜面33
Cで矢印24のように反射する。矢印24のように反射
した光は第2主面33Bから出射し、結像光学系12A
を経てラインセンサ13A上に結像し、光学像26Aを
形成する。光学像26Aと対象物20とを比較すると、
両者の空間位置において、光学像26Aは対象物20に
対して時計方向に90°回転している。
【0018】同様にして図2の検出部10Bにおいて
は、光学像26Bは対象物20に対して反時計方向に9
0°回転している。その結果、部分検査ライン3A、3
B上の対象物の光学像はそれぞれ時計方向及び反時計方
向に90°回転して光学像26A、26Bとなる。同様
にして検出ユニット36についても光学像26A、26
Bと同様の光学像26C、26Dが得られる。その結果
検出ユニット35、36で得られる部分検査ライン3A
〜3Dの光学像26A〜26Dは図4に示すラインセン
サ13A〜13D平面図のようになる。すなわち図1に
示す直線の検査ライン3を4つに分割した部分検査ライ
ン3A〜3Dの光学像が、図4に示すように、並行する
4つの光学像26A〜26Dに変換される。各光学像2
6A〜26Dは互いに離れた位置にあるのでラインセン
サ13A〜13Dをそれぞれの光学像26A〜26Dに
合わせて配置することにより、各光学像を検出すること
ができる。各光学像26A〜26Dが互いに離れている
ので、ラインセンサのパッケージがセンサチップより相
当大きい場合でもラインセンサ13A〜13Dの配置に
支障をきたすことはない。
【0019】具体例の光学式検査装置では、例えば光学
像26Aには、部分検査ライン3Aの対象物と、部分検
査ライン3Aに隣接する部分検査ライン3Bの一部分及
び部分検査ライン2Dの一部分の対象物の光学像が含ま
れるように、結像レンズ12Aを設計するのが望まし
い。このことは、光学像26B、26C及び26Dにつ
いて同様である。上記のように各部分検査ライン3A〜
3Dの境界部分の光学像を重複させた画像データを得る
ことにより、境界部の画像データの欠落を防ぐことがで
きる。
【0020】検出ユニット35及び検出ユニット36は
それぞれの基台に取付け、検出ユニット35及び36の
取付交換などを基台ごと行うのが好ましい。
【0021】上記の実施例では検査ライン3を4つの部
分検査ライン3A〜3Dに分割したが、分割数は4に限
られるものではない。6分割以上の多くの部分検査ライ
ンに分割してもよい。
【0022】図5は本発明の光学式検査装置の回路ブロ
ック図である。図において、ラインセンサ13A〜13
Dで検出された光学像26A〜26Dの画像データは画
像データ記憶回路41に入力され、被検査基板1の全面
の走査による画像データが記憶される。記憶された画像
データは画像データ処理回路42に入力され、各部分検
査ライン3A〜3Dの境界部分の重複する画像データを
処理して被検査物の境界が正しく連続する画像データを
生成する。被検査物画像形成回路43により、被検査基
板1の全面の画像データが生成される。画像比較回路4
5において、検出された被検査基板の画像と、あらかじ
め記憶されている基準画像と比較して、回路の欠陥を検
出し、検査結果出力回路46に出力する。本発明では、
1本の直線状の領域を分割した部分検査ライン3A〜3
D上の対象物の画像データが同時に取り込まれるので、
画像データ処理回路42のデータ処理は比較的簡単であ
る。従って画像データ処理回路42の回路規模を従来技
術のものに比べて小さくすることができる。データ処理
が比較的簡単なので処理速度が速く、検査に要する時間
が短い。
【0023】
【発明の効果】以上の実施例で詳細に説明したように、
本発明によれば、1本の直線状の領域の検査ラインを複
数の部分検査ラインに分割し、各部分検査ライン上の対
象物の光学像をそれぞれ約90°回転させる。これによ
り連続する各部分検査ラインの光学像は互いに離れて並
行する複数の光学像に変換される。従って、センサチッ
プより相当大きいパッケージに入ったラインセンサを用
いても前記光学像を検出することができる。また各部分
検査ラインが1本の直線上にあるので、基準画像との比
較において誤差が生じにくい。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical inspection apparatus for inspecting a high-definition electronic circuit wiring pattern made of copper foil or the like on a circuit board in a non-contact manner. . 2. Description of the Related Art As a device for inspecting the continuity and short-circuit of a circuit of a printed circuit board formed by a well-known method such as exposure and etching at a high speed without damaging an object to be inspected, a non-inspection device is used. An optical inspection device that performs inspection by contact is used. In an optical inspection apparatus, a circuit pattern image on a printed circuit board is formed on a detection surface of a photodetector by an image detection optical system, and a defect in the circuit pattern is recognized and inspected from a detection signal of the photodetector. In such an optical inspection apparatus, one linear inspection area (hereinafter, referred to as “inspection area”) is formed on the surface of the inspection object.
An inspection line is set, and an optical image on the inspection line is detected by a line sensor. By moving the inspection line on the surface of the inspection object (hereinafter, referred to as scanning), the entire inspection object is inspected. In order to increase the resolving power at the time of detection, a method is adopted in which the inspection line is divided into a plurality of partial inspection lines, and an optical image of each partial inspection line is detected by each line sensor. FIG. 6 shows an example of a prior art of such an optical inspection apparatus. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a main part of the conventional optical inspection apparatus. This prior art is shown in the Journal of the Japan Society of Precision Engineering, June 1993, pp. 129-136. In FIG. 6, four linear inspection lines L1, L2, L3 and L4 are set on a substrate 100 to be inspected placed on a moving stage 101. Inspection line L1
The optical image of L4 is the objective lens 104 and the reflecting prism 10
9, the respective CCD linear sensors 106A, 106A,
6B, 106C and 106D. The substrate to be inspected 100 is moved by the moving stage 101 to the inspection line L1.
To the inspection lines L1 to L4
4 by taking in the image signal of the image of
Inspect the 00 surface. Inspection lines L1 to L of substrate 100
In order to illuminate the vicinity of 4, the emission end 103 of the illumination fiber light source 102 is arranged in parallel to the inspection lines L1 to L4, and the substrate 100 is illuminated obliquely or vertically. When illuminating from the vertical direction, the optical path of the illumination light is changed by inserting a light beam splitter 105 into the optical path of the image detection optical system 104. A CCD linear sensor 106A, which is a one-dimensional charge-coupled device, is used to detect the images of the inspection lines L1 to L4.
To 106D are used. A standard product of a commercially available CCD linear sensor has a sensor chip length of 35 mm. Therefore, to detect a longer inspection line, the inspection line is divided and one CCD linear sensor is assigned to each divided inspection line. A normal CCD linear sensor has a package larger than an internal sensor chip. Accordingly, a plurality of CCD linear sensors 1 are arranged along one inspection line.
06A to 106D are arranged in one line, CC
An area between the sensor chips of the D linear sensors 106A to 106D cannot be detected. Therefore, in the above-described conventional technology, the inspection line is divided into four inspection lines L.
1, L2, L3 and L4. Inspection line L1
And L3 are on the same line, but the inspection lines L2 and L4
Are on the same other line as the inspection lines L1 and L3. Therefore, the inspection lines L1 and L2 are shifted by a predetermined distance in the Y direction. The reflected light from the inspection lines L1 and L3 passes through the objective lens 104 and is reflected by the surface 107A of the reflecting prism 107, and the CCD linear sensors 106A,
6B. Similarly, the reflected light from the inspection lines L2 and L4 is reflected by the surface 107B of the reflection prism 107, and the CCD linear sensors 106C and 106D
Incident on. [0005] In the conventional optical inspection apparatus, the positions of the inspection lines L1, L3 and the inspection lines L2, L4 are shifted in the Y direction. Therefore, when capturing the image data of the inspection object while moving the inspection object in the Y direction,
The image data of the inspection lines L1 and L3 and the inspection line L
Image data of inspection lines L2 and L4 at different positions from L1 and L3 are obtained at the same time. In order to generate an image of the entire circuit pattern based on the image data obtained from different positions in the Y direction in this way, a complicated position correction operation is required. In a generally used printed circuit board having a square shape of, for example, 500 mm in length and width, the circuit pattern is distorted by about 0.5 mm in some places due to expansion and contraction due to temperature and humidity, and thus slightly differs from the shape at the time of design. For this reason, the above-described position correction calculation is further complicated, and an error easily occurs in the inspection result. Furthermore, when the inspection line is further subdivided using a high magnification optical system to increase the resolution of detection,
The position correction calculation becomes extremely complicated, and the inspection speed is reduced and the inspection table is expensive. SUMMARY OF THE INVENTION An optical inspection apparatus according to the present invention comprises a single linear or band for scanning an inspection surface of an inspection object.
It was divided Jo inspection area into a plurality of portions of each partial inspection area
For capturing image data of to duplicate object optical images of the respective boundary, an angle of substantially 90 ° with pairs toward said each partial inspection area in a plane substantially parallel to said examination plane the first image sensor and a plurality arranged keeping linear
A first prism , a second prism, and a third prism disposed between the object to be inspected and the first image sensor and having a bottom surface of an isosceles triangle with a base angle of 45 °. In each of the prisms, two surfaces sandwiched by parallel equal sides are respectively referred to as a first main surface and a second main surface, and a surface sandwiched between parallel bottoms is referred to as a slope, a first major surface being bonded to the first major surface of the second prism, the second major surface of the second prism is joined to the first major surface of the third prism, the second main surface the specimen in the first prism opposite the first and the second main surface the object to be inspected of the third prism in the opposite direction, opposite to the first image sensor
An optical element having the same configuration as the first optical element,
A counterclockwise direction about the optical axis with respect to the first optical element;
At a position along the optical axis direction while being rotated 90 ° to
Provided between the inspection object and the first optical element,
The second principal surface of the third prism is in a direction opposite to the inspection object
In the second position, the second position is arranged in accordance with the optical image of the inspection area.
The second optical element, between said first optical <br/> optical element and the first image sensor and the second light facing the image sensor
An image forming lens disposed between the optical element and the second image sensor to form an optical image of the object on each image sensor. According to the optical inspection apparatus of the present invention, by rotating the optical image of each partial inspection area by 90 ° , the optical image of the object in one linear inspection area can be converted into the object of the plurality of partial inspection areas. It is separated into an optical image of an object and forms images at positions separated from each other. Each linear image sensor that detects an optical image at a position distant from each other is also disposed apart from each other. Therefore, even if the package of the linear image sensor is larger than the internal sensor chip, it does not hinder the arrangement of the linear image sensor. Do not give. 1
Since the linear inspection area is detected by a plurality of linear image sensors, a high-resolution inspection object can be inspected with high accuracy. [0010] In the optical inspection apparatus of the present invention, in addition to the above-described functions and effects, optical images of one linear inspection area are detected by a plurality of image sensors and are synthesized, so that high definition is achieved. It is possible to detect an accurate inspection object with high accuracy. According to the optical inspection apparatus of the present invention, in addition to the above-mentioned functions and effects, one linear inspection area is divided into a plurality of partial inspection areas, and an object of each partial inspection area is inspected. The optical images are rotated at substantially 90 ° to form images at positions separated from each other. Since the rotation angle of the optical image is 90 °, it is easy to manufacture the optical element. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a main part of the optical inspection apparatus of the present invention. In FIG. 1, an inspection object 1 such as a printed wiring board is placed on an XY table 2 and moves in directions indicated by arrows X and Y. An inspection line 3 which is a linear inspection area is set on the inspection surface 1A of the inspection object 1, and an optical image of the object on the linear inspection line 3 is detected by a line sensor via an optical system described in detail later. .
The line sensor is an image sensor that obtains image data of a linear region of the inspection object. The linear inspection line 3 may be a band-like region having a certain width. In that case, as the line sensor, an image sensor in which a detection unit is provided with a plurality of rows of detection elements and which can detect a band-like region is used. When the inspection object 1 is moved in the direction of the arrow X by the XY table 2 with the inspection line 3 fixed at a fixed position, the inspection surface 1A of the inspection object 1 is scanned by the inspection line 3. The inspection line 3 is divided into a plurality of partial inspection lines. In FIG. 1, four partial inspection lines 3A, 3B, 3
C and 3D. Inspection line 3 on inspection surface 1A
Are illuminated to an appropriate illuminance by the illumination device 18.
When the inspected object 1 is a luminous body, no illumination device is required. The detection unit 35 faces the inspection surface 1A,
36 is arranged, and the inspection unit 35 is
The inspection unit 36 detects the objects on A and 3B, and the inspection unit 36 detects the objects on the partial inspection lines 3C and 3D. The detection units 10A and 10B in the detection unit 35 are shown in the perspective view of FIG. Each of the detection units 10A and 10B has optical elements 11A and 11B configured by combining optical prisms, objective lenses 12A and 12B, and line sensors 13A and 13B. In FIG. 2, a mechanism for supporting each element is not shown for easy understanding of the configuration. Since the detection unit of the detection unit 36 has exactly the same configuration as the detection units 10A and 10B, only the detection unit 35 will be described in detail below. In FIG. 2, optical elements 11A and 11B
Has the same configuration, and the optical element 11B is
Is rotated by 90 ° counterclockwise around the optical axis Z. FIG. 3 shows that the optical element 11A, the partial inspection line 3A, and the line sensor 13A of FIG. 2 are rotated about 30 degrees counterclockwise around the optical axis Z so that the configuration of the optical element 11A can be easily understood. FIG. The optical element in this state is called an optical element 30. The optical element 30 is composed of triangular prisms 31, 32, and 33 having an isosceles triangular base with a base angle of 45 °. Note that the base angles of the prisms 31 to 33 are not limited to 45 °. Prisms 31, 32 and 33 all have the same shape and dimensions. In the prisms 31, 32, 33,
The two orthogonal surfaces sandwiched by the parallel equal sides are respectively a first main surface 31A, 32A, 33A and a second main surface 31B,
32B and 33B. Also, the surfaces sandwiched between the parallel bottoms are referred to as slopes 31C, 32C, and 33C, respectively. The first main surface 31A of the prism 31 is the first main surface 3 of the prism 32.
2A. Second principal surface 32B of prism 32
Is joined to the first main surface 33A of the prism 33. The second main surface 31B of the prism 31 is made to face the partial inspection line 3A of the inspection object, and the second main surface 33B of the prism 33 is made to face the line sensor 13A located in the direction opposite to the partial inspection line 3A. ing. The imaging lens 12A is placed between the prism 33 and the line sensor 13A. An object 20 on the partial inspection line 3A is indicated by an arrow, and a process of forming an optical image 26A on the line sensor 13A will be described. The reflected light of the object 20 illuminated with the appropriate illumination light enters the second main surface 31B of the prism 31 and is reflected on the inclined surface 31C as shown by the arrow 22. Slope 3
The reflected light from 1C enters the first main surface 32A of the prism 32 from the first main surface 31A, and is reflected on the inclined surface 32C as indicated by an arrow 23. The reflected light from the slope 32C is reflected on the second main surface 31B.
Incident on the first main surface 33A of the prism 33 from the
At C, the light is reflected as indicated by an arrow 24. The light reflected as indicated by the arrow 24 exits from the second main surface 33B and is formed by the imaging optical system 12A.
And form an image on the line sensor 13A to form an optical image 26A. Comparing the optical image 26A with the object 20,
At both spatial positions, the optical image 26A is rotated clockwise by 90 ° with respect to the object 20. Similarly, in the detecting section 10B of FIG. 2, the optical image 26B
It is rotated 0 °. As a result, the partial inspection lines 3A, 3A
The optical images of the object on B are rotated 90 ° clockwise and counterclockwise, respectively, to become optical images 26A and 26B. Similarly, the optical images 26A and 26A
Optical images 26C and 26D similar to B are obtained. As a result, the partial inspection line 3A obtained by the detection units 35 and 36
3D optical images 26A to 26D are as shown in plan views of the line sensors 13A to 13D shown in FIG. That is, the optical images of the partial inspection lines 3A to 3D obtained by dividing the straight inspection line 3 shown in FIG. 1 into four parts are converted into four parallel optical images 26A to 26D as shown in FIG. Each optical image 2
6A to 26D are located apart from each other, and by arranging the line sensors 13A to 13D in accordance with the respective optical images 26A to 26D, each optical image can be detected. Since the optical images 26A to 26D are separated from each other, the arrangement of the line sensors 13A to 13D does not hinder even if the package of the line sensor is considerably larger than the sensor chip. In the optical inspection apparatus of the specific example, for example, the object of the partial inspection line 3A and the objects of a part of the partial inspection line 3B adjacent to the partial inspection line 3A and a part of the partial inspection line 2D are included in the optical image 26A. It is desirable to design the imaging lens 12A so that an optical image of an object is included. This is the same for the optical images 26B, 26C and 26D. As described above, each partial inspection line 3A ~
By obtaining the image data in which the optical image of the 3D boundary portion is overlapped, the loss of the image data at the boundary portion can be prevented. The detection unit 35 and the detection unit 36 are preferably mounted on the respective bases, and the mounting and replacement of the detection units 35 and 36 are preferably performed for each base. In the above embodiment, the inspection line 3 is divided into four partial inspection lines 3A to 3D, but the number of divisions is not limited to four. It may be divided into a number of partial inspection lines of six or more. FIG. 5 is a circuit block diagram of the optical inspection apparatus of the present invention. In the figure, line sensors 13A to 13A
The image data of the optical images 26A to 26D detected in D is input to the image data storage circuit 41, and the image data obtained by scanning the entire surface of the inspection target substrate 1 is stored. The stored image data is input to the image data processing circuit 42, and the image data processing section 42 processes the overlapping image data at the boundary between the partial inspection lines 3A to 3D to generate image data in which the boundary of the inspection object is correctly continuous. The inspection object image forming circuit 43 generates image data of the entire surface of the inspection substrate 1. Image comparison circuit 4
In 5, the detected image of the substrate to be inspected is compared with a reference image stored in advance to detect a defect in the circuit and output it to the inspection result output circuit 46. In the present invention,
Partial inspection lines 3A to 3 obtained by dividing one linear area
Since the image data of the object on D is taken in at the same time,
The data processing of the image data processing circuit 42 is relatively simple. Therefore, the circuit scale of the image data processing circuit 42 can be made smaller than that of the prior art. Since the data processing is relatively simple, the processing speed is high and the time required for inspection is short. As described in detail in the above embodiments,
According to the present invention, the inspection line in one linear region is divided into a plurality of partial inspection lines, and the optical image of the object on each of the partial inspection lines is rotated by about 90 °. As a result, the optical images of the successive partial inspection lines are converted into a plurality of optical images that are separated and parallel to each other. Therefore, the optical image can be detected even by using a line sensor contained in a package which is considerably larger than the sensor chip. Further, since each partial inspection line is on one straight line, an error hardly occurs in comparison with the reference image.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の光学式検査装置の斜視図
【図2】本発明の実施例における検出ユニットの斜視図
【図3】本発明の実施例における光学素子の斜視図
【図4】本発明の実施例におけるラインセンサ上の光学
像を示す平面図
【図5】本発明の実施例における光学式検査装置の回路
ブロック図
【図6】従来の光学式検査装置の斜視図
【符号の説明】
1 被検査物
1A 検査面
2 X−Yテーブル
3 検査ライン
3A、3B、3C、3D 部分検査ライン
10A、10B 検査部
11A、11B 光学素子
12A、12B 結像レンズ
13A、13B、13C、13D ラインセンサ
18 照明装置
26A、26B、26C、26D 光学像
30 光学素子
31、32、33 プリズム
31A、32A、33A 第1主面
31B、32B、33B 第2主面
31C、32C、33C 斜面
35、36 検査ユニットBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an optical inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a detection unit according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 4 is a plan view showing an optical image on a line sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit block diagram of an optical inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an inspection object 1A inspection surface 2 XY table 3 inspection lines 3A, 3B, 3C, 3D partial inspection lines 10A, 10B inspection units 11A, 11B optical elements 12A, 12B Lens 13A, 13B, 13C, 13D Line sensor 18 Illumination device 26A, 26B, 26C, 26D Optical image 30 Optical element 31, 32, 33 Prism 31A, 32A, 33A First principal surface 31B, 32B , 33B Second principal surface 31C, 32C, 33C Slope 35, 36 Inspection unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 H01L 21/64 - 21/66 H01L 27/148 H01L 31/0232 H05K 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01N 21/84-21/958 H01L 21/64-21/66 H01L 27 / 148 H01L 31/0232 H05K 3/00
Claims (1)
状ないし帯状の検査領域を複数の部分に分割した各部分
検査領域の各境界部分の光学像を重複させて対象物の画
像データを取り込むための、前記検査面に実質的に平行
な面内で前記各部分検査領域に対向して実質的に90°
の角度を保って配置された複数の直線状の第1の画像セ
ンサ及び第2の画像センサ、 前記被検査物と前記第1の画像センサとの間に配置さ
れ、底角が45°の二等辺三角形の底面を有する三角柱
の、第1プリズム、第2プリズム及び第3プリズムを含
み、前記各プリズムにおいて、並行する等辺で挟まれた
2つの面をそれぞれ第1主面及び第2主面と呼び、並行
する底辺ではさまれた面を斜面と呼ぶとき、第1プリズ
ムの第1主面が第2プリズムの第1主面に接合され、第
2プリズムの第2主面が第3プリズムの第1主面に接合
され、第1プリズムの第2主面が被検査物に対向し、第
3プリズムの第2主面が前記被検査物とは反対の方向
で、前記第1の画像センサに対向する第1の光学素子、前記第1の光学素子と同じ構成を有し、前記第1の光学
素子に対して前記光軸の回りに反時計方向に90°回転
させた状態で前記光軸方向に沿った位置で前記被検査物
と前記第1の光学素子との間に設けられ、第3プリズム
の第2主面が前記被検査物とは反対の方向で、前記検査
領域の光学像に合わせて配置した前記第2の画像センサ
に対向する第2の光学素子、 前記第1の光学素子と前記第1の画像センサとの間及び
前記第2の光学素子と前記第2の画像センサとの間にそ
れぞれ配置され、前記対象物の光学像をそれぞれの画像
センサ上に結像させる結像レンズを有する光学式検査装
置。(57) [Claims 1] A single linear or band-shaped inspection area for scanning an inspection surface of an object to be inspected is divided into a plurality of parts, and the optics of each boundary part of each partial inspection area. for capturing image data of the overlap is allowed by the object image, substantially 90 ° to said pair toward each partial inspection area in a plane substantially parallel to said examination plane
Second angle of the plurality arranged while maintaining a linear first image sensor and a second image sensor, the disposed between the and the object to be inspected first image sensor, a base angle of 45 ° The prism includes a first prism , a second prism, and a third prism of a triangular prism having an equilateral triangular bottom surface. When the surface sandwiched between the parallel bases is called an inclined surface, the first main surface of the first prism is joined to the first main surface of the second prism, and the second main surface of the second prism is connected to the third prism. is bonded to the first major surface, a second major surface of the first prism faces the object to be inspected, the second main surface opposite direction to the inspection of the third prism, the first image sensor a first optical element which faces the same structure as the first optical element, the first Optics
90 ° counterclockwise rotation about the optical axis with respect to the element
The inspection object is positioned at a position along the optical axis direction
And a third prism provided between the first optical element and the first optical element.
The second main surface is in a direction opposite to the object to be inspected,
The second image sensor arranged in accordance with the optical image of the area
A second optical element facing the first optical element, between the first optical element and the first image sensor, and
Between the second optical element and the second image sensor.
Respectively are arranged, the optical inspection system having an imaging lens that forms an optical image of the object on each of the image sensors.
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